Secado de Madera

PROCESOS
Secado de Madera
Criterios para Obtener Productos
de Calidad
María Elena Atencia*
Ingeniera Forestal. Departamento de Investigación y Desarrollo – Gottert
Reducción de tiempos, calidad del proceso y adaptación de la humedad en función de los
usos, son tal vez los más grandes retos que tienen los industriales de la madera cuando se
habla de secado. Un proceso neurálgico a la hora de producir y proyectar insumos, no sólo
de calidad sino competitivos a nivel nacional e internacional.
E
l secado de la madera se ha convertido en un proceso
vital para el desarrollo del sector maderero y mueblero
de cualquier país, de hecho, la calidad con la que se adelante es un tema obligado si se quiere competir nacional o
internacionalmente con buenos productos.
La industria, en este campo, enfrenta dos retos importantes a resolver: la gran cantidad de tiempo y energía
que consume el proceso de secado, y la ineficiencia en el
proceso, relacionado con la condición de humedad de la
madera y sus anomalías sucedáneas, que lleva a consumos
energéticos altos en procesos de remanufactura y pérdidas
de materia prima.
Así el panorama, y aunque el proceso mismo está diseñado
para extraer la humedad de la madera logrando un producto
estable dimensionalmente y competitivo en el mercado, su
control de calidad debe estar dirigido a definir las especificaciones a las que el producto deberá ajustarse teniendo en
cuenta algunas variables tanto de forma como de fondo.
Variables de Forma
Para llevar adelante un proceso de secado cuyos resultados
se adapten a los requerimientos internacionales, es necesario contar con los siguientes ítems: Conocimiento de los
procesos, definición de criterios de calidad y, equipos e
instrumentos adecuados.
Foto: María Elena Atencia
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se tienen en cuenta defectos tales
como el colapso, cambios de color,
manchas, deformaciones provocadas
por mal estibado, etc. (ver cuadro 1)
Se debe tener en cuenta que, cuanto
más exigente y de mayor valor agregado es el producto final que se desea
obtener, más exigencias de calidad se
deberán cumplir.
Foto: María Elena Atencia
• Conocimiento del proceso
de secado
Actualmente, es muy difícil concebir la
conducción de un proceso de secado si
no se cuenta con operadores de equipos
adiestrados adecuadamente, de manera
que no sean simples operadores sino
que tengan el criterio y la formación
necesaria para tomar decisiones, en pos
de la mejora del proceso.
Hasta hace algún tiempo, era frecuente que el personal menos capacitado o
calificado se ocupara de supervisar el
área de secado (secaderos y caldera).
Hoy en día esta conducta se esta desterrando ya que se ha comprendido
que este proceso es la llave que permite ingresar a posteriores procesos
productivos y debe estar en manos de
personal idóneo y competente.
El resultado de la operación de secado depende en gran medida de la
conducción del proceso y de la competencia del operador, quien participa
desde el estibado de la madera hasta
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el final del proceso; por tal motivo
es necesario que en todo momento
actúe con un conocimiento total del
tema y con criterio suficiente que le
permita conjugar las acciones técnicas con la incidencia económica que
implican sus decisiones.
• Definición de los criterios
de calidad
A nivel internacional y de acuerdo a
las recomendaciones del EDG (1), se
tienen definidos criterios de calidad de
secado obligatorios para las madera
calificadas como S, Q y E en lo referido
a humedad y tensiones; y opcionales
a pedido del consumidor, en los que
A nivel colombiano, a pesar de los esfuerzos realizados por los especialistas
en secado para unificar criterios de
calidad para el secado de madera, aun
no se logra arribar a las coincidencias,
de manera que sea posible generar
documentos que den lugar a la normalización de sistemas de aseguramiento de la calidad. En la mayoría de
los casos, lamentablemente, sólo se
exige una humedad final determinada
sin tener en cuenta otros factores que
afectan la calidad final del producto
y que están directa o indirectamente
ligados al proceso de secado.
Los criterios de calidad forman una
unidad de variables que incluyen:
el tipo de madera a secar y sus características particulares, los equipos
empleados, el perfil y la capacitación
del personal responsable del secado
y el conocimiento necesario de los
procesos (ver figura 1).
Todas ellas interactúan para que aspectos como la comprensión de las
nuevas tecnologías en instalaciones y
las técnicas de procesos o el manejo
de la información tecnológica de las
maderas, lleven a los industriales a
acortar la duración del secado y a
obtener madera seca de calidad.
Cuadro 1
LAS RECOMENDACIONES DEL EDG, CONSIDERAN TRES CLASES DE CALIDAD
S (Secado standard). Aplicable a madera cuyo destino final no se ha definido. Sus requerimientos de
calidad no son los más altos. Esta calidad podría aplicar a madera para la construcción.
Q (Secado de calidad). Aplicable a destinos bien definidos. Los requerimientos de calidad son altos.
Aplicable a muebles en general y pisos.
E: Secado especial. Aplicable a partidas de usos muy específicos. Sus requerimientos de calidad son
muy altos. Aplicable a muebles de estilo, colección, pisos especiales, etc.
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Cuadro 2. Requerimientos de humedad para Pisos de madera
Es necesario diferenciar entre el contenido de humedad de la madera a la
recepción (1) y una vez instalada (2)
La Norma UNE 56-808 establece: Para (1): 7 -11 % de humedad y hasta un 5%
de los elementos del lote con una humedad superior hasta 13% de humedad.
La Norma UNE 56-810 establece: Para (2): 7- 9%* de humedad para zonas
del interior y de 9 - 11%* de humedad para los litorales
* Estos valores pueden variar dado que las HEH varía.
MADERA
Dimensiones
Densidad
Espacio
Características
particulares
VARIABLES
PARTICULARES
Programas
adecuados
Técnicas de apilado
EQUIPOS
Tipos
Dimensiones
Sistemas de ventilación
Sistemas de calentamiento
Construcción - Ingeniería
Tipo de controlador
PROCESOS
Temperatura
Humedad relativa
Humedad de equilibrio
Higroscopio
Flujo de aire
RECURSOS
HUMANOS
SECADO
Capacitación
Supervición
Conducción
Control
+ RESULTADOS -
Figura 1. Interacción entre las variables de secado
• Equipos e Instrumentos adecuados
Indudablemente si se posee el conocimiento y una definición
clara de los requerimientos de calidad, pero no se cuenta con
equipos adecuados, el camino esta recorrido a medias.
En este tema existen innumerables opciones que los fabricantes de secaderos ofrecen, las cuales deben ser evaluadas
teniendo en cuenta criterios de costos/beneficios que, básicamente, tienen incidencia sobre los tiempos de secado,
calidad del mismo, duración de los equipos, servicios de
posventa ofrecida al cliente, asistencia técnica, etc.
Invertir cifras considerables en equipos bajo el criterio meramente del precio y no de su capacidad relacionada con el
objetivo que se persigue, puede ser una trampa peligrosa.
Hay que jugar con todos los aspectos involucrados en el
proceso, y a nivel técnico y estructural, dar especial atención
a detalles como:
1. Estabilidad constructiva, estanqueidad y resistencia a la
corrosión.
2. Dimensiones de la cámara: el tamaño óptimo depende
de la calidad del secado requerida, la velocidad del proceso, los costos de la operación de secado y la flexibilidad
de empleo de la cámara.
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3. Ingeniería del secadero: tipos de
portones, características y diseño
de los sistemas de circulación de
aire, características y diseño del
sistema de calentamiento, características y diseño del sistema de
humidificación, regulación y control del proceso de secado (equipos
ofrecidos).
las empresas proveedoras de equipos
pues, el no hacerlo conlleva a que
los bajos costos de inversión inicial
se conviertan en costos incalculables
por secados defectuosos, tiempos
prolongados de procesos, roturas de
equipos, provisión en tiempo y forma
de repuestos y altos costos energéticos y de personal.
4. Consumo energético.
Paralelamente, el máximo rendimiento
y la calidad en los procesos de secado,
está relacionado también con adelantar un programa que incluya aspectos
como: almacenamiento correcto y
precisión de las dimensiones de la
madera, estibado correcto, equipos
adecuados, mantenimiento sistemático de los equipos, protección de la
madera, y el cuidado de los registros
sobre el secado y la producción.
Las técnicas de secado citadas y aplicadas a la madera, demuestran su
efectividad en la calidad final del producto. La calidad óptima de la madera
seca se ve reflejada en la coincidencia
entre el contenido de humedad final
programado y el contenido de humedad obtenido, siempre relacionado
con el uso que se le dará a esa madera.
La importancia de lograr un tenor de
humedad predeterminado, radica en
la posibilidad de conseguir un máximo
de estabilidad dimensional durante los
procesos de remanufactura y posterior a éstos, con las condiciones en el
ambiente de uso.
De igual manera es importante considerar, cuando se adquieren secaderos
de madera, aprovechar la Asistencia
técnica y Servicio técnico que ofrecen
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Aseguramiento de la
Calidad
Más allá de las variables de forma y de
los instrumentos para realizar el secado,
es importante tener en cuenta las variables de fondo relacionadas con condiciones del material, que son vitales para
asegurar la calidad del proceso.
• Humedad de la madera: este valor
se diferencia en tres estados dentro
del leño: el agua libre que ocupa
los espacios vacíos e intersticios
tales como cavidades o poros (sec-
Vale señalar que, el agua presente
en el leño se elimina a partir del
secado que involucra el agua libre
y el agua de saturación y que la
humedad debe determinarse solamente en madera libre de defectos
y mediante xilohigrómetros del
tipo de resistencia eléctrica (EDG).
Ubicar cuadro 3
• La humedad inicial: la carga de
madera condiciona las variables
(temperatura, humedad y ventilación de la cámara) y los tiempos
de secado, lo que influye en la
relación gasto energético-tiempo
de secado.
Foto: María Elena Atencia
La oferta de equipo es amplia tanto
a nivel nacional como internacional,
pero sólo unos pocos trabajan en
I&D (Investigación y Desarrollo)
que es lo que les permite estar a la
vanguardia de las nuevas estrategias
de control del secado en condiciones
industriales.
ción transversal del vaso leñoso), el
agua de saturación, presente en las
paredes celulares –comprometida
además física y químicamente en
la estructura del leño–, y el agua
de constitución, que forma parte
de la estructura del leño y cuya eliminación total se produce sólo con
la desnaturalización del material.
Controlar los niveles de humedad y
atender oportunamente los cambios
de color en la madera es necesario
para garantizar su óptimo secado.
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• Gradiente de humedad: diferencia
de humedad entre dos puntos
de una misma pieza de madera
(la superficie y el interior). Esta
diferencia, en la etapa de acondicionamiento, debe ser mínima
para asegurar la calidad final.
• Tensiones de la madera: La expresión madera tensionada comprende todos los defectos causados por
el gradiente de humedad que se
genera en el material durante el
proceso de secado.
• Grietas: las grietas son alteraciones
que se manifiestan en las piezas
de madera por separación de los
elementos leñosos. Pueden ser
superficiales, internas, de cabeza
según la posición en que se encuentren y el tamaño: microfisuras,
fisuras, grietas.
• Colapso: fenómeno por el cual
se produce aplastamiento a nivel
celular por efecto de condiciones
rigurosas de secado en el rango de
contenido de humedad de las piezas
por encima del 30 por ciento (PSF =
Punto de saturación de las fibras).
• Variación de color en las piezas debido al secado. Los cambios de color
causados por el proceso pueden originarse por las siguientes razones:
- Cuando en el armado de las
pilas o estibas de madera se
emplean separadores de color
diferente al de la carga.
- Cuando se efectúa un secado
demasiado lento, en este caso,
la madera puede presentar
manchas azules (hongos cromógenos).
- Por la presencia de manchas
ocasionadas por mohos superficiales.
- Por condensaciones superficiales de agua.
- Por el empleo de temperaturas
muy elevadas
- Por secado lento por encima
del punto de saturación de las
fibras.
- Deformaciones producidas por
defectos de estibado: El estibado
debe cumplir con los siguientes
requisitos indispensables para
asegurar un correcto secado y
post secado: Espesor y ancho
uniforme de los separadores
(Escuadría), alineación, distancia
entre separadores y uniformidad
de color de los separadores con
la carga a secar.
Ubicar Foto tableros
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Foto: María Elena Atencia
• El contenido de humedad final
deseado esta determinado por el
uso o destino que tendrá la madera;
generalmente este Contenido de humedad se sitúa alrededor del 10 por
ciento, disminuyendo 2 o 3 puntos si
está destinado a madera que tendrá
condiciones de uso final más criticas,
por ejemplo, madera para pisos de
Arizona, EEUU, secados a 7 por ciento. Esta, se define como la humedad
fijada en los contratos (EDG).
Problemas Detectados
Muchos de los problemas que se presentan, como consecuencia de errores
en la programación elegida y en la conducción del proceso de secado, pueden
ser eliminados teniendo en cuenta las
recomendaciones de fondo y forma
antes mencionadas. A continuación,
se enumeran algunos inconvenientes
comunes que afectan la calidad del
secado, y que pueden producirse como
consecuencia de errores en la programación elegida y en la conducción del
proceso de secado realizado.
• No siempre el industrial recibe
la madera con la humedad final
deseada, pues se ha comprobado
la existencia de madera con bajo
tenor de humedad pero también
con gradiente en una misma pieza,
hecho que la hace inestable.
• En ocasiones, la madera se estiba
con separadores para permitir la
circulación de aire entre las tablas,
colocándolas también bajo techo
para lograr su equilibrio; esto trae
por ende un mayor costo por acopio de madera.
• Al trabajar maderas mal secas, se
ha comprobado que existe menor
eficiencia en el rendimiento de las
herramientas, ya que una madera
húmeda tiende a desafilarlas y
puede ocasionar calentamiento por
acumulación de aserrín, sin considerar la mala calidad superficial de
la madera obtenida.
• Repetición de procesos para estabilizar
la madera, ya que se seca en origen y
se vuelve a secar antes de ingresar a
procesos de remanufactura.
• Acopio excesivo de madera. Al
no realizarse un control del porcentaje de humedad en origen,
llega al destino en condiciones
inadecuadas para ser utilizada en el
corto plazo, por lo que es necesario
depositarla en galpones hasta que
alcanza la humedad deseada.
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Aspectos como la
calidad de los equipos,
su correcto uso, la
formación del personar
encargado, entre otros,
son determinantes para
lograr un equilibrio
entre los factores técnicos y económicos del
secado.
Foto: María Elena Atencia
• Exceso de secado (6%) y/o madera
húmeda (>13%), como consecuencia de la heterogeneidad de humedades resultantes de un proceso de
secado no controlado o especificaciones de compra no precisas.
• Ineficiencia de los adhesivos. la
aplicación de adhesivos exige
condiciones precisas de humedad
del sustrato para lograr un anclaje
adecuado; cuando la madera tiene
una humedad heterogénea se producen diferentes comportamientos
de las piezas encoladas.
• Inconvenientes en el proceso de
embalaje por condensación de
agua dentro del envase.
• Mayor costo de flete. Cuando se
transporta madera con niveles de
humedad superiores a los ideales,
el peso de la misma aumenta, lo
que hace que se transporte menos
volumen de material respecto del
peso total del flete.
• No existen especificaciones escritas
de las condiciones de humedad de
compra de la madera.
• No hay el hábito de utilizar medidores de humedad y cuando se
utilizan, muchas veces, no se han
sometido a un procedimiento o
rutina de calibración.
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• No se hacen registros escritos y
procedimientos de secado.
• Como consecuencia de procesos
de secado mal conducidos se detecta la presencia de microfisuras,
grietas superficiales, profundas y
de cabeza.
• Cambios en el color en la madera
y deformaciones, cuando se ha
realizado un mal estibado.
• Uso inadecuado de los programas
de secado.
• Desconocimiento de las características del material a secar.
• Falta de capacitación de operadores de secaderos.
Para concluir, Si consideramos al
proceso de secado de la madera
como uno de los que mayor tiempo y
energía consume, se pueden entender
también los argumentos que exponen
los industriales para disminuir los
tiempos de secado y el consecuente
consumo energético.
No en vano, los tiempos de duración
de un proceso van de la mano con la
calidad requerida o el tipo de producto
a elaborar a partir de ese material,
aún así, existen, como se enunció,
diversos factores que influyen y que
pueden modificar estas variables.
Dicho en otras palabras, no sólo se
trata de contar con una cámara de
secado sino que es necesario que esta
cumpla con los requisitos técnicos
de ingeniería y con las prestaciones
esperadas del servicio de secado en
calidad y tiempo.
De igual manera, es importante resaltar que los aspectos al momento
de elegir un determinado proceso
de secado y los equipos a adquirir,
deben dirigirse a buscar un equilibrio
entre los factores técnicos y económicos tales como la calidad requerida,
costo de los procesos y el precio del
producto final.
La probabilidad de defectos, el costo
de inmovilización de la madera, las tasas de interés sobre el capital invertido,
el costo de oportunidad del material
en playa, los riesgos de la manipulación, la homogeneidad de la humedad
del producto son sólo algunas de las
razones que deben ser analizadas al
momento de secar madera.
Citas:
1) EDG. En los procesos de secado de madera,
existe como antecedente en la Gestión
de la Calidad, la formación del Grupo
Europeo de Secado EDG –en los años
80– cuyos objetivos son: definir normas y
recomendaciones que deben aplicarse en
el mercado europeo para la evaluación y
definición de la calidad del secado. Dichas
normas se han convertido de aplicación
generalizada, en el ámbito europeo.
(*) Maria Elena Atencia. Ingeniera Forestal de
la Universidad Nacional del Nordeste (Argentina) con Postgrado en ‘Características
dendrológicas de la madera y su influencia
en sus características físicas y mecánicas’,
de la Universidad Nacional de Santiago de
Estero. Con más de 30 años de trabajo e
investigaciones, en la industria maderera,
actualmente, se desempeña como Jefe
del Área de Investigación y Desarrollo de
Gottert, fabricante de cabinas de pintura,
líneas de pintura, transporte, cámaras de
tratamiento térmico y de uniformación de
color. [email protected]
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